科学家成功合成铹的第14个同位素******
超镄新核素铹-251不仅是近20年来科研人员首次直接合成的铹的新同位素，也是迄今为止合成的中子数N为148的最重同中子异位素。铹-251具有α衰变性，可以发射出两个不同能量的α粒子。
超重元素的合成及其结构研究是当前原子核物理研究的一个重要前沿领域。铹是可供合成并进行研究的一种超镄元素，引起了人们极大的兴趣。
近日，科研人员利用美国阿贡国家实验室充气谱仪（AGFA）成功合成了超镄新核素铹-251。相关成果发表于核物理学领域期刊《物理评论C》。
此次合成铹的新同位素，运用了什么技术方法？合成得到的铹-251，具有什么基本特征？合成的铹-251对于物理、化学等学科的研究来说具有什么意义？针对上述问题，记者采访了这一工作的主要完成人之一，中国科学院近代物理研究所副研究员黄天衡。
不断进行探索，再次合成铹同位素
铹的化学符号为Lr，原子序数为103，是第11个超铀元素，也是最后一个锕系元素。“一般来说，原子序数大于铹的元素被称为超重元素。”黄天衡介绍。
质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互称为同位素。同一种元素的同位素在化学元素周期表中占有同一个位置，同位素这个名词也因此而得名。
103号元素由阿伯特·吉奥索等科研人员于1961年首次合成。为纪念著名物理学家欧内斯特·劳伦斯，103号元素被命名为铹。锕系元素是元素周期表ⅢB族中原子序数为89—103的15种化学元素的统称，其中，铹元素在锕系元素中排名最后。
截至目前，科研人员们共合成了铹的14个同位素，质量数分别为251—262、264、266。目前合成的铹的14个同位素中，铹-251至铹-262是在实验中通过熔合反应直接合成的，铹-264和铹-266则是将原子序数更高的核素通过衰变生成的。
目前，铹的化学研究中最常使用的同位素是铹-256和铹-260。科研人员通过化学实验证实铹为镥的较重同系物，具有+3氧化态，可以被归类为元素周期表第七周期中的首个过渡金属元素。由于铹的电子组态与镥并不相同，铹在元素周期表中的位置可能比预期的更具有波动性。在核结构研究方面，受限于合成截面等原因，目前的研究仅集中在铹-255上。然而即使是铹-255，其结构能级的指认目前也还存有争议。
通过熔合反应，形成新的原子核
铹和其他原子序数大于100的超镄元素一样，无法通过中子捕获生成。目前铹只能在重离子加速器中通过熔合反应合成。由于原子核都具有正电荷而会相互排斥，因此，只有当两个原子核的距离足够近的时候，强核力才能克服上述排斥并发生熔合。粒子束需要通过重离子加速器进行加速。在轰击作为靶的原子核时，粒子束的速度必须足够大，以克服原子核之间的排斥力。
“仅仅靠得足够近，还不足以使两个原子核发生熔合。两个原子核更可能会在极短的时间内发生裂变，而非形成单独的原子核。”黄天衡介绍，如果这两个原子核在相互靠近的时候没有发生裂变，而是熔合形成了一个新的原子核，此时新产生的原子核就会处于非常不稳定的激发态。为了达到更稳定的状态，新产生的原子核可能会直接裂变，或放出一些带有激发能量的粒子，从而产生稳定的原子核。
在此次实验中，科研人员利用美国阿贡国家实验室ATLAS直线加速器提供的钛-50束流轰击铊-203靶，通过熔合反应合成了目标核铹-251。这个新的原子核产生后，会和其他反应产物一起被传输到充气谱仪（AGFA）中。在充气谱仪（AGFA）中，铹-251会被电磁分离出来，并注入到半导体探测器中。探测器会对这个新原子核注入的位置、能量和时间进行标记。
“如果这个原子核接下来又发生了一系列衰变，这些衰变的位置、能量和时间将再次被记录下来，直至产生了一个已知的原子核。该原子核可以由其所发生的衰变的特定特征来识别。”黄天衡说。根据这个已知的原子核以及之前所经历的系列连续衰变的过程，科研人员可以鉴别注入探测器的原始产物是什么。
超镄新核素铹-251不仅是近20年来科研人员首次直接合成的铹的新同位素，也是迄今为止合成的中子数N为148的最重同中子异位素（具有相同中子数的核素），还是利用充气谱仪（AGFA）合成的首个新核素。目前的实验结果表明，铹-251具有α衰变性，可以发射出两个不同能量的α粒子。
拓展新的领域，推动超重核理论研究
由于形变，若干决定超重核稳定岛位置的关键轨道能级会降低到质子数Z约等于100、中子数N约等于152核区的费米面附近。对于这一核区的谱学研究可以对现有描述稳定岛的各个理论模型进行严格检验,从而进一步了解超重核稳定岛的相关性质。由于上述原因，对于这一核区的谱学研究是当下探索超重核结构性质的热点课题。
此前的理论模型均无法准确地描述这一核区铹的质子能级演化，相关的实验数据十分有限。“本次实验的初衷为把铹的结构研究进一步拓展到丰质子区，尝试开展系统性的研究。”黄天衡表示。
研究结果表明，形成超重核稳定岛的关键质子能级在铹的丰质子同位素中存在能级反转现象。此外，研究人员还通过推转壳模型下粒子数守恒方法（PNC-CSM）较好地描述了这一现象，并指出了ε_6形变在这一核区的质子能级演化中起到的重要作用。
“此次研究指出了ε_6形变在铹的丰质子核区的质子能级演化中起到的重要的作用，对现有的理论研究提出了新的挑战，将推动超重核领域相关理论研究的发展。”黄天衡说。（记者颉满斌）
【十年中国风】“5G+万物”，中国人闯出数字生活新天地******
中新网北京10月3日电题：【十年中国风】“5G+万物”，中国人闯出数字生活新天地
记者 宋宇晟
“峰顶5G信号特别好。”2020年5月，登山队员在珠峰峰顶通过5G网络拨通电话。登山队登顶测量的高清视频画面，也通过5G网络实现了全世界实时共享。
这一年，全球海拔最高的5G基站——位于珠穆朗玛峰海拔6500米前进营地的5G基站投入使用。同年，中国5G深入地下534米，全国首个煤矿井下5G网络建成，当时创造了全球最深地下5G网络的纪录。
在商用一年之内，中国5G就创造了“上山”“入地”的纪录。如今，三年过去了，中国5G的覆盖范围有多广？
世界上最大的5G网络
2019年，中国工信部向运营商发放5G牌照，开启了5G商用元年的序幕。同年，三大运营商官宣5G套餐资费，中国5G商用进程全面开启。
当时就有外媒指出，这标志着中国在成为科技超级大国之路上迈出了关键一步。英国广播公司(BBC)更是直接以“中国推出‘世界上最大的5G网络’”为题报道了中国5G发展情况。
5G牌照发放后，中国5G网络建设驶入“快车道”，中国加速进入万物互联时代。
这年7月，摩纳哥成为全球首个全境覆盖5G网络的国家。在此过程中，中国公司成为摩纳哥最可靠的合作伙伴之一。
而此后新冠肺炎疫情的暴发，让世界看到了中国5G布局的前瞻性。
2020年，路透社报道指出，“疫情期间网络负荷爆满，中国经受住了这一考验，网络适度超前建设显然功不可没。这也让大家尝到了5G网络的甜头。”
香港《南华早报》文章认为，疫情暴发后大量用户需要更快的网络连接和低延迟来支持多种应用，比如直播和远程会议，中国5G移动服务行业的长期发展将得到加速。
宽带发展联盟发布的报告显示，2021年第四季度，中国移动宽带用户使用移动宽带网络访问互联网时的综合平均下载速率已达到59.34Mbit/s。而这一数据在2017年还不足20Mbit/s。
资料图 中新社记者 陈骥旻 摄来之不易的5G引领
这片数字生活的“新天地”，是中国人闯出来的。
曾几何时，中国移动通信事业在很长一段时间都落于人后。自上世纪80年代以来，移动通信每10年就会出现新一代革命性技术。但起步的1G对于中国来说，几乎是一片空白。
有报道对5G之前中国的移动通信技术做过这样的梳理：1987年，中国正式进入1G时代，“大哥大”的造型深入人心，但核心技术和标准被外企牢牢掌握；1994年，2G在中国落地，发送短信成为可能，手机也越来越平民化；2009年，工信部发放3G牌照，更高的带宽和更稳定的传输速度让移动互联走入现实，国产手机顺势而起；2013年，4G牌照如期而至，中国自主研发的TD-LTE标准得到了广泛使用，催生了移动支付、短视频等全新业态。
从“3G突破”“4G同步”到“5G引领”，这十年，中国移动通信技术终于完成了从“追赶”到“引领”的历程。
数据显示，中国企业声明的5G标准必要专利占比达到38.2%，5G行业应用案例已累计超过2万个。
在当下的中国，5G正与万物互联：5G+工业互联网、5G+教育、5G+医疗、5G+农业、5G+交通运输、5G+能源、5G+VR、5G+AI……
国外网友艳羡的5G生活
5G技术在中国覆盖范围之大，也令国外网友艳羡不已。
2019年，在YouTube平台，一则视频“云南偏远少数民族脱贫”(Remote ethnic group rises above poverty in Yunnan, China)获得好评如潮。其中记录了中国少数民族独龙族生活的今昔对比。
独龙族的主要聚居地云南独龙江乡，深处峡谷，自然条件恶劣。新中国成立初期，独龙族“一步跨千年”，从原始社会末期直接过渡到社会主义社会。当世界步入数字时代，独龙族还能跟上时代的脚步吗？
不少网友在视频中发现，这么偏远的村庄居然有5G，很多人表达了羡慕之情。
2019年至今，以5G技术填平“数字鸿沟”的努力一直在持续。今年7月，独龙江乡6个行政村实现5G网络全覆盖。电商、直播带货这些数字时代的产物，正逐渐融入当地人的日常生活。
新加坡《联合早报》注意到，活跃在短视频平台“三农”领域的博主，在中国越来越多。
这有赖于十年来中国信息基础设施实现跨越发展。
数据显示，目前中国5G基站开通数、移动电话用户数全球第一。截至7月底，全国建成开通5G基站196.8万个，所有地级市城区、县城城区和96%的乡镇镇区实现5G网络覆盖，5G移动电话用户达到4.75亿户，比2021年末净增1.2亿户。
在中国国家博物馆“百年巨变——雕塑作品展”中，一件名为《5G时代》的雕塑记录了当代中国乡村数字生活的具体瞬间——两位老人开心地坐在村头的石磙上，高高举起手机，与远在他乡的亲人视频通话。
当然，被一起定格在雕塑中的，还有这个时代独有的中国5G印记。(完)
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